Способ изготовления биметаллических труб из стали, плакированноой медью или сплавами на ее осннове

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ИЗ СТАЛИ, ПЛАКИРОВАННОЙ МЕДЬЮ ИЛИ СПЛАВАМИ НА ЕЕ ОСНОВЕ, включающий подготовку контактных поверхностей компонентов , их коаксиальную сборку в составную заготовку, деформацию до полного соприкосновения слоев, нагрев сборной заготовки и ее прокатку, отличающийся -г&тл, что, с целью повышения качества биметаллических труб путем обеспечения прочности сварки слоев, составную заготовку перед прокаткой нагревают до 400-550°С, на первом этапе редуцируют составную заготовку со степенью деформации 18-30%, а на втором деформируют по внутреннему диаметру со степенью деформации 5-15% и по толщине стенки 45-60%.

,SUÄÄ 1139595

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3592898/25-27 (22) 18.05.83 (46) 15.02.84. Бюл. № 6 (72) Е. А. Резников, М. В. Попов, В. И. Кравченко, Г. В. Вольфович, А. И. Иртлач, Г. И. Хаустов, Ю. Г. Буряк, В. В. Плюснин, Ю. В. Пивник и Л. С. Ляховецкий (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (53) 621.771.8 (088.8) (56) 1. Король В, К., Гильденгорн М. С.

Основы технологии производства многослойных металлов. М., «Металлургия», 1970, с. 209 — 212 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ИЗ СТАЛИ, ПЛАКИРОВАННОЙ МЕДЬЮ ИЛИ СПЛАВАМИ НА ЕЕ ОСНОВЕ, включающий подготовку контактных поверхностей компонентов, их коаксиальную сборку в составную заготовку, деформацию до полного соприкосновения слоев, нагрев сборной заготовки и ее прокатку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества биметаллических труб путем обеспечения прочности сварки слоев, составную заготовку перед прокаткой нагревают до 400 — 550 С, на первом этапе редуцируют составную заготовку со степенью деформации 18 — ЗОО, а на втором деформируют по внутреннему диаметру со степенью деформации 5 — 15О, и по толщине стенки 45 — 60%.

1139595

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве биметаллических труб из стали, плакированной медью или сплавами на ее основе. 5

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления биметаллических труб, заключающийся в том, что слои (трубы) из стали и меди с подготовленными поверхностями вставляют со свободной посадкой один в дру- 10 гой, затем подвергают их совместной раздаче посредством протяжки внутри слоев (трубы) конусной оправки, после чего в нагретом состоянии при 870 †9 С прокатывают на непрерывном стане (1).

Однако известный способ не обеспечивает высокое качество биметаллических труб из-за неравномерной прочности сварки слоев по длине труб, разрывов плакирующего слоя и низкой точности геометрических размеров слоев. Это обусловлено возникновением значительных напряжений, связанных с неравномерным истечением металлов слоев из-за большой разницы их сопротивления деформации при нагреве до температуры прокатки. Кроме того, при указанных температурах горячей прокатки на поверхности труб образуются дефекты типа раковин, задиров и т. д.

Цель изобретения — повышение качества биметаллических труб путем обеспечения прочной сварки слоев по всей длине трубы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления биметаллических труб из стали, плакированной медью или сплавами на ее основе, включающему подготовку контактных поверхностей компонентов, их коаксиальную сборку в составную заготовку, деформацию до полного соприкосновения слоев, нагрев сборной заготовки и ее прокатку, составную заготовку перед прокаткой нагревают до 400 — 500 С, на первом этапе редуцируют составную заготовку со степенью деформации 18 — 30% а на втором деформируют по внутреннему диаметру со степенью деформации 5 — 15% и по толщине стенки 45 — 60%, Указанные пределы температуры и степени деформацич определены экспериментальным путем.

Прокатка при температуре ниже 400 С недопустима для малоуглеродистых сталей, так как наступает порог хладоломкости, а прокатка при температуре выше 550 С нежелательна для меди и ее сплавов, так как появляются трещины на плакирующем слое.

При чистом редуцировании со степенью деформации ниже 18% нужно будет увеличивать степень деформации редуцирования во время обжатия стенки, что приведет к нарушению сплошности сварки между слоями.

40 д ировании со степенью деформа ции больше 30% наблюдается потеря устойчивости тонкого плакирующего слоя и образование на его поверхности складок.

Деформация по стенке ниже 45% не приводит к образованию сплошной сварки между слоями, а при деформации по стенке более 60% наблюдается разрушение основного слоя.

При деформации по внутреннему диаметру с обжатием ниже 5% наблюдается плохой сход трубы с оправки и практыческн невозможно вести прокатку. Деформация по внутреннему диаметру с обжатием выше 15% отрицательно сказывается на образовании сплошной сварки между слоями в результате повышения овализации сечений.

Для сравнения предлагаемый и известный способы были опробованы при изготовлении труб из стали 10, плакированной медью МЗР. В обоих случаях подготовку поверхности слоев производили химическим путем: обезжиривание, травление, омеднение, обработка в хромовосернокислом растворе, промывка из брандспойта и в ваннах с холодной и горячей водой. Для создания плотного соприкосновения свариваемых поверхностей коаксиально собранные трубы подвергали совместной раздаче. Затем производили прокатку бислойных труб — сортамент их был выбран в зависимости от сортамента труб, прокатываемых на 3ТНх станах.

Для прокатки на непрерывном стане (известный способ) были использованы бислойные трубы размером 85Х16 мм. Перед прокаткой трубы в течение 80 мин нагревали в печи до 900 С. После этого производили прокатку на непрерывном стане по маршруту: 85Х16 — 57Х4,5 мм

На полученных трубах была нарушена сварка между слоями и наблюдались разрывы плакирующего слоя из-за неравномерного истечения металлов слоев. Были проведены испытания на прочность сварки слоев методом среза по ГОСТ 10885 — 76. Прочность сварки была равна 140 МПа, а на длине до 1500 мм от торцов 30 — 100 МПа. На поверхности основного и плакирующего слоев наблюдались дефекты: раковины, задиры, грубые риски и др. Полученные трубы имели значительную продольную и поперечную разностенность. Колебания толщины плакирующего слоя достигали 0,6 мм при толщине слоя

1,2 в 1,5 мм.

Для прокатки на стане ХПТ (предлагаемый способ) были использованы бислойные трубы размером 65Х9 мм. Прокатку вели по маршруту 65Х9 мм. Перед прокаткой трубы нагревали индуктором до 500 С, который находился перед очагом деформации. Затем нагретую трубу редуцировали íà 20%, после этого делали совместную деформацию по стенке на 50%, а по внутреннему диаметру на 9%.

1139595

Составитель И. Николаева

Техред И. Верес Корректор И.Муска

Тираж 1086 Подписное

ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Ю. Ковач аказ 56/11

ВНИ

Полученные трубы имели прочную сварку слоев по всей длине, начиная от самого торца. Прочность, определенная методом среза, была равна 200 — 220 МПа. На поверхности основного и плакирующего слоев дефекты типа. раковин, задиров отсутствовали.

Колебания толщины плакирующего слоя достигали по длине и периметру 0,06 — 0,1 мм при толщине его 1,2 — 1,5 мм;

Таким обрзом, предлагаемый способ по сравнению с известным (прототип) повы- 1О шает качество труб — дает прочную повсеместную сварку слоев (в предлагаемом прочность сцепления слоев 200 — 220 МПа, в известном 140 МПа), а также точность геометрических размеров (при использовании предлагаемого способа колебания толщины плакирующего слоя достигают 0,05 — 0,1 мм при толщине его 1,2 — 1,5 мм, известного

0,6 мм). Кроме того, предлагаемый способ исключает образование вследствие снижения температуры прокатки на поверхностях дефектов типа раковин, задиров и др.

Как показали исследования на заводе им. Ленина (Днепропетровск), для получения биметаллических труб сочетания сталь-1+медь и сталь+бронза применяется способ термодиффузионной сварки, заключающийся в том, что коаксиально собранные трубы с подготовленными поверхностями деформируют до плотного соприкосновения слоев и подвергают термодиффузионной сварке в проходной печи с затцитной атмосферой по режиму 960 — 980 С выдержка 30 мин для ст. 10+МЗР и 880 — 920 С выдержка 45 мин для ст. 10+ бронза ОФ 0,6 — 0,15. -Затем производят короткооправочное волочение с деформацией 20 — 40Я и повторную термодиффузионную обработку. После этого прокатка на станах ХПТ, ХПТР или волоченне на готовый размер. Указанный способ принят за базовый объект.

Недостатком базового объекта является его трудоемкость, связанная с длительностью технологического цикла, а также сравнительно большим расходным коэффициентом металла (обрезка головок и концов труб после волочения, а также обрезка несваренных концов труб после термодиффузионной сварки).

Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом - обеспечивает сокращение технологического цикла и уменьшение расходного коэффициента металла на 20Я (исключается обрезка труб) .